Краткое изложение ключевых технологий проектирования компрессоров переменного тока электромобилей

компрессор кондиционера электромобиляВ основном можно разложить на три части: механическую конструкцию, часть электронного двигателя и систему управления. Каждый из них выполняет различные основные функции. Профессиональные знания здесь совсем другие.
◆ Механическая конструкция компрессора в основном отвечает за повышение давления хладагента;
◆ Электродвигатель обеспечивает крутящий момент для привода механизма сжатия;
◆ Электронная часть управления в основном отвечает за связь с верхним контроллером и управление работой двигателя.
В этой статье будут представлены ключевые моментыдизайн электронного компрессорана основе трех перечисленных выше аспектов.

1. Механическая структура для сжатия

Электрические спиральные компрессоры признаны в отрасли наиболее идеальными компрессорами кондиционеров с электроприводом для электромобилей.

1.1 Дизайн и модификация профиля

Спиральная структура свитка называется «Профиль».
В настоящее время профили, используемые в электрических спиральных компрессорах, условно делятся на два типа: стенки с фиксированной толщиной и стенки с переменной толщиной.◆профиль с фиксированной толщиной стенкиозначает, что толщина стенки от внутреннего кольца спиральной обмотки до внешнего кольца является постоянной величиной. Он имеет простую структуру, низкую сложность проектирования, низкую стоимость и простоту обработки;
◆ Толщина стенкипрофиль переменной толщины стенкипостепенно уменьшается от внутреннего кольца к внешнему кольцу свитка. Это может в определенной степени уменьшить вес спирального компрессора и повысить стабильность работы, что способствует реализации облегченной конструкции компрессора.

Дизайн профиляЭто ключевая технология проектирования фиксированных и вращающихся спиралей электрических спиральных компрессоров, а также основная часть механизма сжатия, поскольку она определяет рабочий объем. Фиксированные и вращающиеся шнеки имеют одинаковую теоретическую конструкцию линии, а более часто используется круглая эвольвентная конструкция. Шаг, толщина стенки, высота обмотки спирали и количество колец — все это основные параметры конструкции. В настоящее время объем компрессора в основном изменяется путем регулировки высоты намотки спирали.
Модификация профиля:Ограниченный диаметром обрабатывающего инструмента, во время обработки спиральной обмотки, состоящей из одного профиля, обрабатывающий инструмент и профиль спиральной обмотки будут мешать, вызывая неблагоприятные последствия. Поэтому профиль прокрутки необходимо изменить. Модификация профиля влияет на выхлоп и эффективность производства. В настоящее время распространенные методы модификации профиля в основном включают в себя: модификацию прямого усечения, модификацию двойной дуги, модификацию линейной дуги, модификацию многосегментной дуги, модификацию квадратичной кривой и модификацию тригонометрической функции и т. д. Среди них коррекция двойной дуги является самой простой и наиболее эффективный и доступный метод. Это также метод, обычно используемый вТекущая продукция электрических спиральных компрессоров.

1.2 Материалы и процессы обработки поверхности

Из-за требований к облегченной конструкции, помимо двигателя, коленчатого вала и подшипников, корпус, а также неподвижные и вращающиеся спирали изготовлены из алюминиевого сплава.
Поверхностное покрытие спирали также является ключевым моментом, влияющим на срок службы компрессора. Чтобы соответствовать требованиям высокой скорости вращения и высокой износостойкости, вращающаяся улитка должна быть подвергнута поверхностной обработке для повышения твердости.
Анодное оксидирование (анодирование) и никелирование — два широко используемых процесса обработки поверхности. Учитывая прочность соединения, износостойкость поверхности, эффективность герметизации линий и т. д., основным методом в отрасли является химическое никель-фосфорное покрытие.
Отработанная технология химического лужения также может быть использована на фиксированной улитке. Его цель — защитить основной материал спирали и обеспечить эффективную защиту от холодного запуска. Размещение смазывающего слоя олова на поверхности основного материала позволяет снизить шум и потери на трение, тем самым продлевая срок службы компрессора.
В конструкции спирали также следует учитывать устойчивость к гидравлическому удару. Поскольку жидкость практически несжимаема, при установке сливного отверстия в определенном положении при наличии большого количества жидкости через сливное отверстие будет сбрасываться высокое давление, чтобы предотвратить выход из строя компрессора.

1.3 Механизм предотвращения вращения вращающейся спирали

Механизм предотвращения вращения является одной из важных частей электрического спирального компрессора. Его конструктивные параметры напрямую влияют на производительность компрессора.
Во время работы спирального компрессора тангенциальная сила, действующая на вращающуюся спираль, создает вращательный момент, который заставляет вращающуюся спираль вращаться вокруг эксцентриковой линии главного вала (центральной линии кривошипного пальца первичного вала). Этот вращательный момент нарушает нормальную работу спирального компрессора.
Используя структурные принципы, механизм предотвращения вращения используется для ограничения рационального движения вращающейся улитки, заставляя вращающуюся улитку выполнять вращательное и поступательное движение, обеспечивая правильное зацепление фиксированной и вращающейся спиральной обмотки, что позволяет компрессору спиральной работать стабильно.
Существует множество конструктивных форм механизмов предотвращения вращения, таких как крейцкопфа, сферическая муфта, муфта со штифтом и отверстием, комбинированная муфта со стальным шариком и кольцевой канавкой, кривошипные шейки и т. д.
Механизм крейцкопфа: комбинация главного вала с кривошипным штифтом и механизма крейцкопфа используется для реализации плоского движения и подачи мощности вращающейся спирали. В настоящее время это наиболее часто используемая структурная форма вполностью закрытые электрические компрессоры кондиционера. Механизм предотвращения вращения расположен между вращающейся спиралью и корпусом кронштейна. Пара выпуклых ключей соответствует шпоночному пазу вращающегося спираля, а другая пара соответствует шпоночному пазу на корпусе кронштейна.
Углубленное исследование механизма предотвращения вращения может сделать движение вращающейся прокрутки более стабильным и надежным; это способствует снижению шума компрессора и экономии энергии; это может увеличить срок службы спирального компрессора и повысить эффективность его работы.

2. Технология электродвигателей

Чтобы удовлетворить технические требования миниатюризации и высокой эффективности,электрические компрессоры переменного токав настоящее время приводятся в движение синхронными двигателями с постоянными магнитами. По форме обмотки двигателя статор имеет две конструктивные формы: сосредоточенную обмотку и распределенную обмотку.

В статоре используется специальный эмалированный провод, устойчивый к фтору, который обеспечивает долговременную надежность двигателя при контакте с хладагентом и смазочным маслом, а также имеет изоляционное сопротивление более 500 МОм; Обычно используемые магнитные полюса роторов включают 4-полюсные, 6-полюсные и 8-полюсные конструкции.

3. Технология управления

С электрической точки зрения система кондиционирования воздуха в основном состоит из следующих частей: контроллер кондиционера, компрессор и термодинамическая система, двигатель компрессора и его контроллер, модуль связи, а также датчик температуры и давления. Как показано ниже.Электрическая часть автомобильного кондиционера разделена на две части: высоковольтную и низковольтную. Как показано на рисунке ниже, DC+ и DC- — это источники питания высокого напряжения, которые напрямую подключены к контроллеру двигателя компрессора. «Реле кондиционера» на картинке — это выключатель питания контроллера кондиционера.

Логика

Низковольтная часть кондиционера управляется VCU. VCU управляет включением и выключением всего кондиционера, управляя силовой цепью 12 В «реле кондиционера»; он передает командную информацию на контроллер кондиционера через CAN-шину и устанавливает целевое значение рабочей температуры;
Контроллер кондиционера передает обратно в VCU информацию о рабочем состоянии кондиционера, включая информацию о включении и выключении цепи сильного тока, давлении компрессора, а также температуре на входе и выходе компрессора. Высоковольтное питание компрессора кондиционера поступает от преобразователя постоянного тока, установленного на автомобиле. Контроллер кондиционирования воздуха управляет включением и выключением контактора в силовой цепи через триггерный порт контактора, а затем контролирует рабочее состояние двигателя компрессора.
◆ Подходит для работы при низкой температуре -20℃ и высокой температуре 125℃.
◆ Соответствовать требованиям ЭМС не ниже уровня 3 стандартов.
◆ Для выбора электронных компонентов необходимы продукты, сертифицированные для транспортных средств.
◆ Он обладает хорошей электробезопасностью при высоком напряжении и соответствует электрической прочности для работы на высоте 4000 м.
◆ Чип имеет достаточную мощность для соответствия базовой аппаратной среде разработки программного обеспечения UDS и загрузчика.
◆ Метод связи использует связь CAN или LIN.